Traitement des eaux pluviales urbaines

Transcription

Traitement des eaux
pluviales urbaines
Daniel Thévenot & Gilles Varrault
Cereve
Université Paris XII-Val de Marne, ENPC, ENGREF
(UMR-MA 99-102)
http://www.enpc.fr/cereve/HomePages/thevenot/
enseignement.html
Sommaire

Introduction
1- Pollutions contenues dans les
eaux pluviales urbaines
2- Traitements des eaux pluviales
urbaines
3- Intégration des aménagements
dans la ville
Conclusion
12/09/2013
Thévenot D.: Eau-Pluviale-Traitement-2005.ppt
2
Introduction

Urbanisation ⇒ Rejets de temps sec
& pluie ! Surfaces imperméables !
12/09/2013
3
Introduction: définition

Eau pluviale urbaine = eau de pluie ?
Rejets urbains de temps de pluie
(RUTP)
– Toutes les eaux rejoignant le milieu
naturel par temps de pluie,
pluie comprenant
– eaux de réseau séparatif pluvial
(généralement non traitées: exutoire du
réseau)
– eaux usées non traitées (déversoir d’orage
du réseau unitaire)
12/09/2013
4
Département de la
Seine-Saint-Denis
CONS E IL GE NE RA L

Introduction
Rejet de temps
de pluie en
Marne
12/09/2013
5
Effets de l'urbanisation
12/09/2013
6
Effets de l'urbanisation

Effets de l'urbanisation sur la qualité
et la ressource en eau
– Effet de la consommation d ’eau
• Baisse des nappes, rejets, augmentation des
concentrations Ö contamination des eaux
– Effet de l ’imperméabilisation des sols
• Diminution de l’infiltration, baisse du niveau des
nappes, inondations
ÖPerte de potentialités d ’usage de l ’eau
12/09/2013
7
Département de la
Seine-Saint-Denis
Inondations

Rue de Romainville
Montreuil
Source : pétition de
riverains sur Internet
Orage du 27.07.2001
12/09/2013
8
Département de la
Seine-Saint-Denis
Inondations

Inondation en soussol
Source : courrier d’un riverain
12/09/2013
9
Département de la
Seine-Saint-Denis
CONSEIL GÉNÉRAL
Inondations
Direction de l’Eau et
de l’Assainissement
Bassins de stockage par temps de pluie
(programme lancé en 1993)
12/09/2013
10
Département de la
Seine-Saint-Denis
Inondations: gestion
S.I.G.
ZONES INONDABLES - ZONES INONDÉES
12/09/2013
11
Introduction: inondations

Cas de la Norvège lors des premières
pluies
après
l’hiver
– Réseau
gelé
– Pluie
– Fonte
neige
contaminée
12/09/2013
12
Eaux pluviales urbaines :
Introduction

Que retenir ?
– Problème quantitatif : inondations et
ressource en eau
– Problème qualitatif : pollutions véhiculées
par temps de pluie
• Par les eaux pluviales, en réseau séparatif
• Par les eaux usées domestiques non traitées, en
réseau unitaire
– Problème découvert pendant les années
1970 (J.-C. Deutsch)
• Mais pas encore résolu !
12/09/2013
13
Eaux pluviales urbaines :
Introduction

Des questions ?
12/09/2013
14
1- Pollutions contenues
dans les eaux pluviales

Différentes eaux pluviales
– 1.1. Eau météorite
– 1.2. Eau de ruissellement
– 1.3. Réseaux unitaires et séparatifs par
temps de pluie
– 1.4. Ouvrages de traitement

Pollutions différentes collectées au
cours du trajet de l ’eau
Bilan des concentrations et sources
de pollution dans le bassin du Marais
12/09/2013
15
Particu laires

Pollutions des eaux pluviales
urbaines
– Déchets & flottants: pollution visible !
– Sables & MES: érosion des sols, chantiers
– Matière organique et nutriments (N, P)
– Métaux lourds: Zn, Pb, Cu, Cr, Cd, Hg…
– Hydrocarbures aliphatiques et HAP
– Pesticides, herbicides, PCB…
– Microbiologie: bactéries fécales, fientes
oiseaux...
12/09/2013
16

1.1. Eau météorite (pluie stricto sensu)
– Aérosols
• émis à longue distance (sables Sahariens) ou
localement (incinérateurs ordures ou boues de
STEP, centrales thermiques, chauffage,
transport automobile…)
• MES dans eau de pluie
– médiane: 0,6 mg/L
– ne contribue pas significativement aux MES des
RUTP: 0,5 à 3%
– Gaz dissous (combustions): SO2, NO2, CO2
• eau de pluie acide: pH ≤ 4,0 (premières pluies)
12/09/2013
17

1.1. Eau météorite
– Sels dissous:
dissous majeurs & micropolluants
• Na+, K+, Ca++, Mg++ : sels majeurs (mer, terre...)
généralement
• Zn++ > Pb++ > Cu++ > Cd++
inférieurs aux limites de potabilité des eaux
– Zn 0,005-0,02 mg/L
< 5 mg/L potable
– Pb 0,002-0,01 mg/L
< 0, 05 mg/L potable
– Cu 1-5 µg/L
<< 1000 µg/L potable
– Cd 0,1-0,2 µg/L
< 5 µg/L potable
• pas de variation saisonnière systématique
12/09/2013
18

1.1. Eau météorite & dépôt sec
– Hydrocarbures (Hcali) > (HAP)
• Σ 6 HAP: 80-160 ng/L maximal en hiver à
Paris (chauffage urbain)
– PCB
• Σ 7 PCB: 10-20 ng/L maximal de février à juin
à Paris
– Pesticides (herbicides)
12/09/2013
• usage urbain important de composés
spécifiques (Diuron) différent des herbicides
agricoles
19
1.1. Retombées
atmosphériques

Sites de collecte : 1995-2001 (2 échelles)
Paris
Coulommiers
Fontainebleau
Morvan
Chatou
Paris
Versailles
Coulommiers
Creteil
Thiais
12/09/2013
20
1.1. Retombées
atmosphériques

collecteurs de
RS, RH et RT:
Cereve &
LISA
– site MERA du
parc du
Morvan
12/09/2013
21
1.1. Retombées
atmosphériques
Retombées sèches et humides : flux
2000 à Créteil (S. Azimi)
15
2000
RS Créteil
RH Créteil
10
1500
Pluie Créteil
1000
5
500
0
Flux pluie (mm/an)
Flux retombées (kg/km²/an)

0
Pb
Cu
Cd x 10
Vrai aussi dans le Morvan (pluviométrie 3 fois + élevée)
Part majoritaire des retombées sèches (RS)
12/09/2013
22
Flux de retombées
atmosphériques : répartition
spatiale
mg.m-2.an-1
50
ªFlux maxima à Paris
25
0
µg.m-2.an-1
1600
ÖSources anthropiques
Ba
Cu
Mn
Pb
Sbx10
Zn
Cr
Ni
Sn
V
ÖAutomobile –
chauffage (?)
800
0
Cd x 10 Co
mg.m-2.an-1
1800
900
0
Ca
K
Mg
S. Azimi, 2005
Na
P
S
Versailles
Chatou
Paris
Créteil
Thiais
Coulommiers
Flux de retombées
atmosphériques : répartition
ªFlux maxima sur Paris
spatiale
ÖSources anthropiques
ÖAutomobile – chauffage (?)
0
1600
µg.m-2.an-1
ªMn
25
Ba
Cu
Mn
Pb
Sbx10
Zn
800
0
1000
Cd x 10 Co
Cr
Ni
Sn
V
mg.m-2.an-1
1800
500
0
900
0
et Na : flux maxima à
Créteil
ÖIdentique à Al, Si, Fe
ÖCombustion charbon (?)
mg.m-2.an-1
mg.m-2.an-1
50
Al
Ca
K
Mg
S. Azimi, 2005
Na
P
S
Si
Fe
Versailles
Chatou
Paris
Créteil
Thiais
Coulommiers

1.2. Eaux de ruissellement
– Toitures, gouttières & tuyaux
• Corrosion Ö concentrations supérieures aux
limites de potabilité des eaux
12/09/2013
– Zn 1-15 mg/L
> 5 mg/L potable
– Pb 0,2-6 mg/L
> 0, 05 mg/L potable
– Cu 25-400 µg/L
< 1000 µg/L potable
– Cd 0,3-4 µg/L)
≈ 5 µg/L potable
25

– Cours, bâtiments et matériel urbain
• corrosion et dégradation (MES, Cu, Fe…)
–
–
–
–
Zn 0,1-1,5 mg/L
Pb 0,1-0,15 mg/L
Cu 20-30 µg/L
Cd 0,2-1 µg/L
< 5 mg/L potable
> 0, 05 mg/L potable
< 5 µg/L potable
– Chaussées et trottoirs
• érosion, usure (MES), déjections canines
(bactéries, MO, N...)
• herbicides
12/09/2013
26

– Chantiers: MES
– Véhicules
• Essence (Pb, HAP), huile (Zn, Cd, HC), pneus
(Pb, Zn)
• Gaz d ’échappement (HAP)
• Fondants anti-gel (NaCl, CaCl2)
–
–
–
–
12/09/2013
Zn 0,5-1,5 mg/L
Pb 0,1-0,2 mg/L
Cu 40-100 µg/L
Cd 0,4-0,8 µg/L
< 5 mg/L potable
> 0,05 mg/L potable
< 5 µg/L potable
27

1.3. Réseaux
– Unitaires
• Eaux usées domestiques (MO, N, P, bactéries),
rôle de la couche organique de surface (mobile)
– Séparatifs pluviaux
• Remise en suspension des dépôts (MES, MO)
• Fixation (temporaire) de micropolluants
• Diagenèse de la MO et des micropolluants
associés: relargage, méthanisation
– Gestion des réseaux: curage, chasses...
12/09/2013
28
POUTRELLES
12/09/2013
29

1.4. Ouvrages de traitement en réseau
– Dégrillage, chambres à sable, déshuilage,
bassins de rétention
• Accumulation de particules très contaminées en
métaux, HAP, PCB, graisses
– Gestion de ces dépôts
• Aspiration ou dragage
• Forte activité bactérienne: fermentation
• Traitement ou mise en décharge ?
12/09/2013
30

1.5. Niveaux de concentration dans le
bassin versant urbain expérimental
du Marais (BVUE)
– Etude de l ’origine des pollutions des eaux
urbaines (par temps de pluie) (5 thèses)
•
•
•
•
•
•
12/09/2013
Pluie (météorite)
Ruissellement toitures
Ruissellement cours
Ruissellement chaussées et trottoirs
Eaux usées domestiques
Remise en suspension des dépôts en réseau
31
1.5. Ville & RUTP
Bassin versant urbain expérimental : Le Marais
(Gromaire, 1998) Surface: 42 ha Imperméabilisation: 91%
Toitures: 55%
Voirie: 23%
Cours: 22%
PARIS
Le Marais
Seine
pluviomètres
1c
m
1c
avaloirs
cours
toitures
exutoire
12/09/2013
1c
m
32
1.5. Ville & RUTP

Concentration totale de Zn : eau de pluie
contaminée par le ruissellement (Garnaud,
1999)
(médiane +/- déciles)
Concentration totale (µg.l-1 )
100000
Zn

10000
1000
100
10

1
Pluie
12/09/2013
Toitures
Cours
Chaussées Exu (TS) Exu (TP)
Cd << Cu < Pb
< Zn
Pluie <<
Ruissellement
des toits
– Ratios de 10
à 150
– Acidité de la
pluie
– Corrosion
– Aérosols
Exutoire
:
Temps sec <
pluie
33
1.5. Ville & RUTP

Métal particulaire (%)
100
Forme particulaire de Pb et Zn : %
augmente d’amont en aval du bassin
versant urbain (Garnaud, 1999)
(médiane)
Pb
Zn
80

60
3 facteurs clés
– Élément
• propriétés
chimiques
40
– pH
– Concentratio
n en MES
20
0
Pluie
12/09/2013
Toitures
Cours
Chaussées Exu (TS)
Exu (TP)
34

1.6. Bilan des sources et rôle du
réseau d'assainissement unitaire par
temps de pluie (BVUE)
– Proportion, pour chaque pluie, de pollution
issue de
•
•
•
•
•
•
12/09/2013
Pluie (météorite)
Ruissellement toitures
Ruissellement cours
Ruissellement chaussées et trottoirs
Eaux usées domestiques
Remise en suspension des dépôts en réseau
35
1.6. Ville & RUTP

Contribution des eaux pluviales et du
réseau à la masse de Zn à l ’exutoire (par
pluie) (Gromaire et al., 2001)
Sources de ZINC dans le
ruissellement urbain
Après transfert en réseau
unitaire d ’assainissement
Exutoire
59%
(43 à 89%)
Toitures
92%
(85 à 97%)
Cours et jardins
Voirie
3% (1 à 8%)
5% (2 à 8%)
Stocks en
réseau
41%
(11 à 57%)
Pour chaque pluie : réseau unitaire = un stock
temporaire pour Zn, Pb, Cd Ö Quid sur 1 an ?
12/09/2013
36

Que retenir ?
– Origines contamination des eaux
ruissellement urbain
• Dépôts de temps sec : aérosols, transport...
• Corrosion du matériel urbain
• Lessivage chaussées
– Rôle des réseaux d ’assainissement
• Stockage (temporaire) des dépôts : collecteurs,
chambres à sable
• Réactions: relargage ?
• Stockage des eaux pluviales et déversoirs
d ’orage
• Devenir des boues ?
– Rejets de temps sec des réseaux pluviaux
12/09/2013
37

Des questions ?
12/09/2013
38
2- Traitements des eaux
pluviales urbaines

Techniques alternatives au réseau
d’assainissement (TA)
2.1. Retenue à la source: toits, chaussées
2.2. Infiltration dans le sol: fossés, puits
2.3. Stockage temporaire: zones
inondables, bassin
2.4. Techniques non structurelles
– Réutilisation des eaux de pluie
– Nettoyage de la voirie
12/09/2013
39
2.1 Traitements à la source

Toitures en terrasse
– Stockage
temporaire
– Ecoulement
lent
12/09/2013
40

Chaussée poreuse / réservoir:
parking, voirie, cour
– Infiltration & drainage lent
– Décolmatage nécessaire: aspiration
– Problème du gel ou verglas
12/09/2013
41

Chaussée réservoir : parking, voirie,
cour
12/09/2013
42
2.2 Traitements par
infiltration

Infiltration: fossé drainant
– Infiltration & drainage lent
– Remplissage du fossé: sable & gravier
– Couverture: grille ou bande enherbée
12/09/2013
43
2.2 Traitements par
infiltration

Fossé drainant: Hoppegarten (Berlin)
– Quartier
industriel
12/09/2013
44
2.2 Traitements par
infiltration

Ralentisseur
drainant
– Hoppegarten
(Berlin) : quartier
résidentiel
– Massif floral
– Puits d’infiltration
– Surverse en rivière
– Ralentisseur routier
12/09/2013
45
2.2 Traitements par
infiltration

Fossé drainant
– Seine Saint Denis
12/09/2013
46
2.3 Traitements par
stockage en bassins

Zone inondable: parking, cour
Bassins sec
– En surface ou enterré

Bassins en eau
– Bétonné ou enherbé, zone humide

Dimensionnement pour intercepter les
orages de façon efficace (G. Chebbo)
– 100-200 m3 / ha imperméabilisé
12/09/2013
47
2.3 Traitements par
stockage

Zones inondables
– Stockage temporaire
12/09/2013
48
2.3 Traitements par
stockage

Bassins de retenue: secs
– Bétonnés
ou
12/09/2013
enherbés
49
2.3 Traitements par
stockage

Bassins de retenue: secs
– Mal entretenus (fermés) ou bien intégrés
12/09/2013
50
Département de la
Seine-Saint-Denis
2.3 Traitements
par stockage

Bassins en eau
des années 1970-80
– Grands bassins en
série
12/09/2013
51
2.3 Traitements par
stockage

Bassins en eau
– Accès libre, paysagés,
insérés dans le
lotissement
12/09/2013
52
Département de la
Seine-Saint-Denis
2.3 Traitements
par stockage

Bassin golf inondable,
La Poudrerie – Servan
(capacité 55 000 m3)
Partenariat avec service
des
sports
et UCPA
Orage
du 27.06.2001
12/09/2013
53
Département de la
Seine-Saint-Denis

2.3 Traitements
par stockage
Bassin de la plaine à
Saint Denis (SIAAP)
Au pied du stade de France
sous le stade d’entraînement
12/09/2013
54
Département de la
Seine-Saint-Denis

2.3 Traitements
par stockage
Nettoyage automatique des fonds de
bassins enterrés: chasses régulières
12/09/2013
55
2.4 Techniques non
structurelles

Réutilisation de l’eau
de ruissellement des
toitures
– Lavage des voitures,
arrosage, chasses
d’eau, machine à laver…
– Développement commercial important
– Réglementation Française limitée aux
bâtiment publics: CSTB
– Réglementation plus précise au
Danemark…
12/09/2013
56
2.4 Techniques non
structurelles

Nettoyage des chaussées
– Aspiration, brosses…

Méthodes incitatives et/ou
réglementaires
– Taxe sur les surfaces imperméabilisées
– Débit maximal rejeté par ha
• Réglementation locale, départementale ou
nationale
• Dépend du milieu récepteur: ruisseau…
12/09/2013
57
pluviales urbaines

Que retenir ?
– Très grande diversité de dispositifs
alternatifs au réseau d’assainissement
– Permettent de faire de grosses économies
lors de l’entretien ou de l’aménagement du
réseau d’assainissement et des STEP
– Font intervenir des acteurs divers, peu
habitués à travailler ensemble
– Durabilité des ouvrages ?
• Point délicat à examiner au début: intégration !
12/09/2013
58
pluviales urbaines

Des questions ?
12/09/2013
59
3- Intégration urbaine des
aménagements pluviaux

3.1. Choix des sites d’implantation
– Participation d’acteurs multiples
• Technicien, aménageur, paysagiste…
• Citoyens, élus, associations, écoles…

3.2. Association de plusieurs usages
– Gestion de l’eau et des pollutions pluviales
– Terrain de sport, terrain d’aventure…
– Information des riverains sur les choix et
les fonctions des ouvrages
12/09/2013
60
Département de la
Seine-Saint-Denis

3.1. Choix de sites
Concertation : choix de projets
& classement des variantes
12/09/2013
61
Département de la
Seine-Saint-Denis

3.2. Plusieurs usages
Bassin Maurice Audin à Clichy/Bois
–
–
12/09/2013
2 usages:
* stockage en sous-sol
* sport
62
Département de la
Seine-Saint-Denis

Bassin Gérard
Philippe à Aulnaysous-Bois
– Stockage
– Espace public
Association avec un collège neuf
12/09/2013
63
Département de la
Seine-Saint-Denis

Bassin Guernica à
Montreuil
– Stockage en soussol
– Espace public
Bassin: 21 000 m3
Collecteurs: 300 ml
Coût: 33,5 MF HT
Coût: 23 MF HT
12/09/2013
64
Département de la
Seine-Saint-Denis
12/09/2013
Central de
télésurveillance
65
3- Intégration urbaine des
aménagements pluviaux

Conclusion: difficultés de prises de
décision
– Grande complexité des réglementations
locales, départementales, nationales,
Européennes
– Projets impliquant une grande diversité
d’acteurs, de décideurs, d’usagers
– Implication nécessaire pour la durabilité /
pérennité des ouvrages, dispositifs,
décisions…
12/09/2013
66
Conclusion

Recherche et développement
– Aide à la prise de décision dans la gestion à la
source des eaux pluviales: DayWater
•
•
•
•
•

Prise de décision entre acteurs multiples
Base de données sur les techniques alternatives
Outils d’évaluation des flux d’eau et de polluants
Outils d’évaluation des risques
Choix des techniques les mieux adaptées
Études de cas
– Ville d’Essen dans la Ruhr (Allemagne)
12/09/2013
67
Le Programme Européen
DayWater
Démarche scientifique et
développement d’un outil d’aide à la
décision: eaux pluviales urbaines
Cadre de la recherche

Réseau d’assainissement et bassins
d’orage
– Infrastructures traditionnelles pour eaux pluviales
• Utilisent une grande part des ressources locales
• Rénovation & maintenance Ö coût d’investissement Ü
– Gros ouvrages à usage unique

Contrôle à la source des eaux pluviales
– Interaction complexe avec la dynamique urbaine
• Vie & développement urbain Ö décision difficile !
– Permet une réduction des coûts
• Réduction du pic de flux hydraulique
– Permet la promotion de l’eau urbaine :
“day lightening” Ö valeurs attachées à l’eau !
69

Difficultés pour choisir la meilleure
solution
– Nombre d’acteurs concernés: élevé !
– Définition des besoins:
besoins souvent insuffisant !
– Diversité et complexité du cadre
réglementaire !
– Diversités des compétences requises !

Programme Européen de recherche
– « DayWater » = eau de pluie en suédois
– Système adaptatif d’aide à la décision
(S2AD)
S2AD
12/09/2013
70

Programme de recherche DayWater
– Aide à la décision dans la gestion à la source
des eaux pluviales urbaines
– Intégration des connaissances/problèmes
dans un système d’aide à la décision
• Connaissances scientifiques & techniques (à diverses
échelles)
• Contexte urbain
• Décision prise par les responsables du projet
Ö pas un système expert !
– Calendrier: décembre 2002 à nov. 2005
– Production de prototype de système d’aide à
la décision
12/09/2013
71
1.1. Partenaires
scientifiques
TAUW, Netherlands
(G. Geldof)
Middlesex University,
United Kingdom
(M. Revitt)
ENPC, France
(D. Thévenot)
Laboratoire Central
des Ponts et Chaussées,
France (M. Legret)
Technical University
of Denmark
(P.S.Mikkelsen)
Luleå Univ. of
Technology
Sweden
(M.Viklander)
Chalmers University
of Technology,
Sweden
(G. Svensson)
IPS, Germany
(H. Sieker)
DHI Hydroinform
Czech Republic
(J. Krejcik)
National Technical
University
Athens, Greece (E.
Aftias)
3 sociétés privées
& 7 équipes universitaires
Coordinateur:
Cereve
(ENPC)
12/09/2013
72
1.2. Praticiens
associés
• Countryside Strategic
Projects plc
• London Borrow of Harrow
Engineering Services
• City of Nijmegen
• Water Authority for the
Seine-Normandy Basin
• Seine Saint-Denis
County Water
Authority
• City of Luleå
• Stockholm
Vatten AB
• Copenhagen
Energy
• Karlebo
Municipality
• Stadt Dresden
•
Wupperverband
• Syndicat “Marne Vive”
Collectivités territoriales, agences
• Greek Ministry of
de bassin, bureaux d’étude,
the Environment
• City of Patras
association
Public ou privé
12/09/2013
Thévenot
D.: Eau-Pluviale-Traitement-2005.ppt
73
4 praticiens/sites
pour
test
final
1.3. Démarche originale:
développement

Dualité des rôles dans le développement :
scientifiques ⇔ praticiens (utilisateurs)
Première boucle de rétroaction/test
– Analyse des besoins et des contextes des 14
praticiens associés à DayWater
– Définition du cahier des charges (ToR): Cereve
– Développement des composants et de la
structure informatique: partenaires scientifiques
– Evaluation des fonctionnalités & composants par
les praticiens
– Propositions de modification des composants:
Cereve
12/09/2013
74
première boucle
Utilisateurs
Terrain
Caractérisation des
besoins
Projets en
cours
Groupe de
composant
s
Première
boucle
de tests
Fonctionnalités
Composants
Éléments du système
Système S2AD
Cahier des charges
deuxième boucle

Deuxième boucle de rétroaction/test
– 4 praticiens/sites/projets sélectionnés pour leur
diversité climatique, géographique, administrative
• Contryside Properties (UK): société privée d’aménagement urbain
• Conseil général de Seine St Denis (F): collectivité exploitant en
régie le réseau départemental d’assainissement
• Stockholm Vatten (S): société publique de services de
l’agglomération de Stockholm
• Wupperverband (D): association de gestion du bassin versant
– Validation par les praticiens
• De l’intégration de tous les composants
• De la réponse à leurs attentes
– Synthèse des commentaires et propositions:
Cereve
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76
2.1. Spécificités du S2AD:
utilisateurs

Outil informatique
– Interface Web : portail documentaire &
outils d’aide à la décision

Utilisateurs identifiés
– Acteurs de l’aménagement urbain
– Ayant une compétence technique
– Souhaitant développer le contrôle à la
source des eaux pluviales urbaines
Ö éléments nécessaires pour pouvoir
convaincre tous les acteurs impliqués
élus, aménageurs, propriétaires…
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4 fonctions

4 Fonctions du système adaptatif
d’aide à la décision
– Documentaire : état des connaissances
– Gestion : aide à construction et expression
du projet, à sélection des solutions
possibles
– Analyse : problème posé, conséquences
du choix d’une solution, comparaison des
solutions
– Communication : aide à la négociation
entre acteurs et obtention de consensus
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78
modes d’utilisation

2 Modes d’utilisation du système
– Navigation libre entre les composants:
portail documentaire
– Utilisation guidée via des questions ou
des sélections
• Aide à construction de projet
• Propositions d’informations pertinentes
• Propositions d’outils adaptés
Ö Les bonnes informations au bon moment !
12/09/2013
79
2.2. Composants pour l’aide
à la construction de projet

Processus de décision
– Identification du problème
– Construction d’alternatives/solutions
– Comparaison de solutions possibles

Bases de données accessibles par
l’interface graphique Hydropolis
– Catalogue des techniques alternatives au réseau
d’assainissement (TA ou BMP)
– Catalogue des polluants importants dans eaux pluviales
– Différents usages et valeurs de l’eau
– Différents acteurs types impliqués
– Instruments d’action publique
– Etudes de cas…
cas
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80
2.2. Interface: Hydropolis
& bases de données
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81
2.2. Catalogue de techniques
alternatives (BMP)
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82
2.2. Catalogue des sources
& flux de polluants

Principaux polluants présents dans
les eaux pluviales urbaines
– Sélection des polluants en fonction de
leur propriétés physico-chimiques,
toxicité, stabilité, fixation sur particules…
– Concentrations ou teneurs habituelles
– Capacités d’abattement de pollution
nécessaire selon le milieu récepteur
– Relié à base de donnée des polluants
chimiques prioritaires (résultant des
évaluation des risques)
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83
Pollutant Concentrations and Loadings for Urban Surface Water Runoff
Search
HYDROPOLIS
GO
Introduction Sources/Loads
BMP
CATALOGUE
BMPs
Oil &
Hydrocarbons
Source
Residential runoff
Design Information
PAH
Pesticides
Solvents,
Paints &
Dyes
Added value
Performance
Sediment
Bacteria &
Pathogens
O&M
Metals
Costings
Organic
Pollution
Examples
Nitrogen
Phosphorus
2
2
2
1
3
2
2
2
2
2
2/3
2
1
2
2
1
2
1
1
1
Highway runoff
3
3
2
0
3
1
3
1
1
1
Construction industry
0
0
0
0
3
0
1
0
2
1
Rail track runoff
2
2
2
0
2
0
1
1
1
1
Garage/Petrol & Service
stations
3
2
0
0
0
0
1
0
0
0
Road/Rail weed control
0
0
3
0
0
0
0
0
1
0
Gardening
0
0
3
0
0
0
0
0
1
1
Pets/Birds
0
0
0
0
0
2
0
3
3
3
Sewer misconnections
2
1
1
1
1
2
2
2
2
2
Sewer leaks
0
0
0
0
1
2
1
2
2
2
Septic tanks
0
0
0
0
0
1
1
2
2
2
Litter/Waste disposal
1
1
1
1
1
1
1
2
2/3
2
Car/Vehicle emissions
2
2
0
0
0
0
2
0
2
2
Industrial & Commercial
runoff
<< Back
0 = Unlikely; 1 = Possible; 2 = Documented; 3 = Significant source
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84
2.2. Différents usages et
valeurs de l’eau

« Water aspects » Lems & Valkman, 2004
– Présentations des différentes valeurs de l’eau
– Exemples illustratifs de chaque type
– Proposition d’indicateurs pour chaque type
Ö Permet de tenir compte de la dynamique urbaine
morale
esthétique
légale
sociale psychologique
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économique
écologique
culturelle
scientifique
technique
85
2.2. Base de données des
acteurs « Stakeholders »

Liste de 18 rôles « types » dans la
gestion des eaux pluviales urbaines
– Du maître d’œuvre à l’architecte
paysagiste…
– Sans oublier les services de l’eau, de la
voirie…
– Dépend de la phase du projet !

Association avec les acteurs « réels »
– Via la base de données des études de cas

Liens avec les autres bases de
données
12/09/2013
86
2.2. Base de données
des études de cas

Description de cas réels
– Techniques alternatives
– Contexte géographique, climatique,
administratif
Recherche des études de cas par
pays ou par type de projet
Ajout possible d'études de cas par les
utilisateurs (mode administrateur)
Lien avec les autres bases de
données via des mots clefs

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87
des études de cas
En cours de
développement !
12/09/2013
88
des études de cas
Exemple de cas en France:
Seine Saint Denis
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89
2.3. Composants pour l’aide
à l’évaluation de solutions

Outils externes au S2AD
– Souplesse laissé à l’utilisateur d’utiliser ses outils
habituels
– Interfaçage avec le S2AD pour dialogues faciles

Outils de modélisation
– Modélisation des flux hydrauliques: STORM
– Modélisation des flux de polluants: SEWSYS
– Evaluation des risques de pollution chimique:
CHIAT
– Vulnérabilité du territoire: FLEXT associé à SIG
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90
2.3. Matrice de comparaison
& analyse multi critères

Objectif: choix de solution par les
acteurs impliqués dans le projet
– Choix de techniques alternatives à
mettre en œuvre
– Choix de scénario de planification

Utilisation des indicateurs
d’évaluation et de comparaison
– Via la base de données « indicateurs »
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91
2.3. Matrice de comparaison
& analyse multi critères
Valeurs des indicateurs par défaut
Possibilité d'utilisation de grandeurs
quantifiables « benchmarks »

– Ex: nombre de visiteurs par an peut être
un « benchmark » pour évaluer
l'indicateur création d'un espace récréatif
(« amenities creation »)
– Agrégation des « benchmarks »

Support de négociation
– Choix de la pondération des différents
indicateurs
12/09/2013
92
Environmental
Pollution control
28%
12%
Impact on
receiving water
volume
5%
Impact on
receiving water
quality
Ecological impact
15%
Maintenance &
servicing
requirements
Social and
urban
community
benefits
Public H&S risks
2%
Sustainable
development
4%
Amenity &
aesthetics
4%
Life Cycle Costs
Financial
risk/exposure
Legal & urban
planning
TOTAL
12/09/2013
Adoption Status
10%
10%

Aboutissement
de la démarche

Support à la
négociation
10%
15%
5%
20%
2%
Local building and
development
issues
4%
Urban stormwater
management
regulations
4%
sum of score x
weight
20%
0%
Operation &
Maintenance
Economic
Criteria
W eighting
Detention basins
Retention ponds
Infiltration trench
Swales
Filter strip
Settlem ent tank
Porous paving
Indicators
Indicators
Flood control
Porous asphalt
Filter drain
Criteria
Technical
Matrice de
comparaison
des
30%
alternatives
100%
10%
100%
93
Conclusion

Démarche originale du programme
DayWater
– Aller-retour entre scientifiques et praticiens /
utilisateurs: exemple P. Tardieux (Limoges)

Composants et système en cours de
développement et évaluation
– Validation lors de 2 boucles d’interactions

Diffusion des résultats du programme
– Mousset et al. Revue des Techniques Urbaines (2005)
– Conférence - atelier final: 2-3 novembre 2005 à
Marne-La-Vallée (ENPC)
Consulter : www.daywater.org
12/09/2013
94
Essen et Ruhr: eaux usées
Daniel Thévenot
15-19 juillet 1991
Essen : collecteur

Sortie du collecteur d ’eaux usées
– A l’air libre, à proximité de l ’université
D. Thévenot
1991
12/09/2013
96
Essen: pluvial urbain

Stockage souterrain des eaux
D. Thévenot
pluviales
1991
– Fossé pour les boues
12/09/2013
97

Stockage en surface
– Zones humides
D. Thévenot
1991
12/09/2013
98

Stockage en surface
– Bassins secs avec surverse d ’orage
D. Thévenot
1991
12/09/2013
99
Essen: traitement

Station d ’épuration de la rivière
Emscher (égout)
D. Thévenot
1991
12/09/2013
100
Conclusion

Des questions ?

Evaluation de l’enseignement
– Fiches (anonymes) à remplir et à me
retourner
12/09/2013
101

Traitement des eaux pluviales urbaines

Transcription

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